PLS及其改進(jìn)方法在軋制過程故障診斷中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國鋼鐵自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展,人們對(duì)軋制過程的可靠性與安全性的要求越來越高,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格,對(duì)軋制過程進(jìn)行故障診斷已經(jīng)成為過程自動(dòng)化領(lǐng)域的重要研究方向之一?；跀?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障診斷方法因?yàn)椴灰蕾囉跀?shù)學(xué)模型以及能夠從工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)在線獲得豐富的數(shù)據(jù)而更具有實(shí)用性。偏最小二乘方法(Partial Least Squares,PLS)是一種利用統(tǒng)計(jì)原理提取過程數(shù)據(jù)的有用信息建立過程模型的降維技術(shù)。它不僅可以完成數(shù)據(jù)降維和特征提取,還考

2、慮了輸入輸出數(shù)據(jù)之間的回歸關(guān)系。本文以軋機(jī)液壓厚度控制系統(tǒng)和活套控制系統(tǒng)為例,采用PLS方法對(duì)其進(jìn)行故障診斷。由于常規(guī)PLS診斷效果不明顯,并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)具有稀疏程度不均和非線性的特點(diǎn),本文首次提出一種基于相對(duì)空間變換的偏最小二乘(Relative Transformation PLS,RT-PLS)故障診斷方法。該方法采用相對(duì)變換理論將原始空間數(shù)據(jù)變換到相對(duì)空間,選擇馬氏距離作為相對(duì)變換的距離公式,在新空間進(jìn)行PLS分解。馬氏距離不受

3、變量量綱的影響,并且可以放大變化微小的變量對(duì)樣本的作用;相對(duì)變換可以提高數(shù)據(jù)的可分性,使分布均勻的數(shù)據(jù)變得相對(duì)密集。通過RT-PLS分解可以降低相對(duì)空間的維數(shù),使提取的主元具有更大的變化度和可區(qū)分性,最后根據(jù)T2和Q統(tǒng)計(jì)量實(shí)現(xiàn)在線故障檢測(cè),根據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)圖實(shí)現(xiàn)故障識(shí)別。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的傳感器零點(diǎn)漂移、活套故障以及監(jiān)控AGC失效這三種故障分別應(yīng)用PLS以及RT-PLS進(jìn)行檢測(cè)和診斷。仿真結(jié)果表明,基于RT-PLS的方法比PLS方法更快、更準(zhǔn)確